110kV内桥接线进线备自投逻辑分析

2018-06-19聊城电力设计院有限公司张钰展博

电子世界 2018年11期

关键词：进线线电压接线

聊城电力设计院有限公司王琳张钰展博

引言

内桥接线方式因其运行方式灵活、接线方式简单、投资成本低等优点，在110kV终端变电站中得到广泛应用。备用电源自动投入装置的应用，为提高单电源供电可靠性，确保供电连续性提供了有力保证，使得110kV电网能够采用开环运行。

1 进线备自投运行方式

内桥接线方式如图1所示，进线备自投方式为一条进线作为工作电源带两台（或一台）主变运行，另一条线路作为备用电源。当工作电源因故障或其它原因消失后，备自投装置能自动而快速地断开工作电源，投入备用电源，防止变电站全站失压，从而确保用户供电。

图1 内桥接线示意图

2 进线备自投装置遵循的基本原则

（1）备自投装置必须在工作电源消失后，且备用电源正常的情况下方可启动；

（2）必须在在确定工作电源的断路器断开之后，备自投装置方可动作，合上备用电源断路器，避免工作电源在别处被断开,备自投动作后合于故障或备用电源倒送电的情况发生；

（3）人工切除工作电源时，备自投装置不应动作；

（5）备自投装置只允许动作一次；

（6）对于对侧设重合闸的系统，备自投可等待对侧重合一次失败后启动自投,也可直接自投。重合失败后自投对恢复供电较有利,但自投延时将延长一个重合闸动作周期。原则上对供电容量大、装置可靠性较高、供电线路较长、重合成功率低或对连续性供电有特殊要求的重要负荷可采用直接自投方式;对装置可靠性相对较低的常规继电器备自投的负荷可采用先重合后自投方式。

3 进线备自投装置充放电逻辑

进线备自投需采集的状态量包括：两母线电压、两进线电压、两进线电流、三个断路器的开入量。备自投装置利用这些状态量对变电站运行方式及动作逻辑的判断。下面以#1进线作为工作电源，#2进线作为备用电源为例进行分析。

充电条件：

（1）备自投功能压板投入；

（2）两母线均有三相电压，且高于判母线有压整定值；

（3）两条进线均电压，且高于线路有压整定值；

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（4）1DL、3DL在合位，2DL在分位；

（5）无放电条件；

（6）无闭锁条件。

备自投装置上电后，15秒内均满足所有以上充电条件，则备自投装置显示充电完毕，备自投功能投入，可以进行启动和动作过程判断。

放电条件：

（1）备自投功能压板退出；

（2）#2线路无压；

（3）2DL在合位；

（4）1DL在分位；

（5）3DL在分位；

（6）手跳或远方跳1DL或3DL；

（7）其它其它外部闭锁信号，如主变内部故障跳开1DL。

以上条件满足任一条件，备自投装置立即放电，备自投功能退出。

图2 带母线TV的内桥接线

4 备自投装置状态量分析

母线电压：备自投的启动条件中检测工作母线无电压判据是最重要的判据,根据主接线方式、自投方式以及电压回路接线的不同正确选用母线电压，是备自投成功应用的前提条件。一次设备配置齐全的内桥接线，如图2所示，母线电压可根据定值整定情况，直接采用母线TV的二次电压。近年来，为简化设备、压缩建筑面积，进一步降低工程投资,往往将110kV母线TV和线路TV合一，如图3所示，一次设备只有线路TV没有母线TV。目前备自投装置只有一路进线电压通道，正常运行时，不能满足备自投装置的充电条件，备自投装置不能正常充电。若将进线TV三相电压作为母线电压引入备自投装置，将其A相电压接入进线电压引入端子，线路正常运行时，备自投装置能充电。这样一来，当工作电源消失后，由于备用电源有压，另一段母线有压，母线无压的条件不能满足，备自投装置无法正确动作。目前聊城电网110kV变电站多为该接线方式。为满足备自投装置运行条件，采取了以下两种方式。

图3 不带母线TV的内桥接线

（1）将低压侧母线电压引入备自投装置的母线电压引入端子。由于城区变电站多为2卷变，采用110/10.5变压器，该接线方式适用于10kV母线侧不接电源，且10kV配电网不形成环路的情况。正常运行时，#1进线带#1变运行，10kV母线有压，满足备自投装置充电条件；当工作电源消失后，10kV母线电压消失，满足母线无压的条件。投运时间较长的变电站多采用这种方式。

图4 Ⅰ母线有压逻辑图

图5 Ⅱ母线有压逻辑图

图6 Ⅰ母线无压逻辑图

（2）根据母线的供电方式，通过软件方式，将进线电压切换为母线电压。该方式适用于所有进线备投装置。具体方式为将进线TV三相电压作为母线电压引入备自投装置，将其A相电压接入进线电压引入端子。Ⅰ母线电压供电方式为#1进线通过 1DL为Ⅰ母线供电，或者#2进线通过2DL、3DL为Ⅰ母线供电；Ⅱ母线电压供电方式为#2进线通过 2DL为Ⅱ母线供电，或者#1进线通过1DL、3DL为Ⅱ母线供电。因此，只要#1进线电压正常，且1DL在合位，或者#2进线正常，且2DL、3DL在合位，Ⅰ母线即有压，如图4所示；只要#2进线电压正常，且2DL在合位，或者#1进线正常，且1DL、3DL在合位，Ⅱ母线即有压，如图5所示。只有当#1进线和#2进线均不能为母线供电时，母线电压才会消失。#1进线无压或1DL在分位时，#1进线不能为Ⅰ母线提供电压；#2进线无压或者2DL、3DL有一个在分位时，#2进线便不能为Ⅰ母线提供电压，当这两个条件同时满足时，Ⅰ母线电压消失，如图6所示。#2进线无压或2DL在分位时，#2进线不能为Ⅱ母线提供电压；#1进线无压或者1DL、3DL有一个在分位时，#1进线便不能为Ⅱ母线提供电压，当这两个条件同时满足时，Ⅱ母线电压消失，如图7所示。母线电压切换后按正常备自投逻辑执行。这种方式在新建、改造变电站中广泛采用。

图7 Ⅱ母线无压逻辑图

进线电流：检测工作进线电流是备自投装置的闭锁条件之一。为防止母线TV三相断线时，备自投装置误动作，引入进线电流，只有当母线电压消失同时进线无流时，备自投装置才能启动。

断路器位置开入量：检测断路器位置开入量是判断变电站运行方式的依据，进线断路器分位还是备自投装置判断工作进线断路器是否已跳开，是否启动合闸的依据。为防止备自投对线路倒送电,不论进线断路器是否断开,备自投延时启动后都应再跳一次该断路器,通过检查该断路器的分位开入量来确认断路器已跳开；然后备自投动作逻辑才能继续进行，否则立即中止逻辑，延时“发断路器拒动、备自投动作失败”报文。断路器合位开入量取合后位置，合后位置作为备自投装置判断断路器跳闸是否为人为操作的重要依据。为防止人为操作跳开工作电源时，备自投装置误动作合上备用电源，须在人为操作跳闸后闭锁备自投装置。合后位置触点的特点是人为操作合上断路器后，合后位置为1，保护动作跳开断路器后，跳位为1，合后位置不变仍然为1；只有当人为操作跳闸后，合后位置才变为0。因此将断路器合后位置接入备自投装置，当人为操作跳开工作电源时，合后位置变为0，闭锁备自投，备自投装置不会误动作。

进线电压：检测备用电源有电压是备自投动作成功的必要条件。只有备用电源有电，才能保证全站不失压。目前运行的备自投装置多只采集线路一相电压（A相），若只装设单相TV时，断线与对侧停电只依靠检验电压是不能区分的。当TV断线时会造成备自投装置放电，备用电源无法正常投入，全站失压。应对TV开关进行监视，并加强TV二次回路的可靠性。